Lista de exercicios 06 - Fisica I Int

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Lista de exercícios 6 
1. Numa transformação sob pressão constante de 800
N/m2, o volume de um gás ideal se altera de 0,020 m3
para 0,060 m3. Determine o trabalho realizado durante a
expansão do gás.
2. Um gás ideal, sob pressão constante de 2.105 N/m2, tem
seu volume reduzido de 12.10-3 m3 para 8.10-3 m3.
Determine o trabalho realizado no processo.
3. Sob pressão constante de 50 N/m2, o volume de um gás
varia de 0,07 m3 a 0,09 m3.
a) O trabalho foi realizado pelo gás ou sobre o gás pelo
meio exterior?
b) Quanto vale o trabalho realizado?
4. Um gás sofre uma transformação A => B conforme
indica o diagrama p x V. Calcule o trabalho que o gás
troca com o meio exterior.
5. Uma amostra de gás sofre a transformação ABC
representada no gráfico. Durante esse processo, é
transferida para o gás uma quantidade de energia, na
forma de calor, igual a 10 calorias.
a) Nomeie as transformações AB e BC sofrida pelo gás
b) Determine o trabalho realizado pelo gás na
transformação;
c) Determine a variação de energia interna sofrida pelo
gás na transformação. (Adote 1,0 cal ~ 4,0 J.)
6. (UDESC/2011) Um gás em uma câmara fechada passa
pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x
V da Figura 4.
 Figura 4 
O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é: 
a) + 30 J
b) – 90 J
c) + 90 J
d) – 60 J
e) – 30 J
7. Um gás sofre uma transformação A => B => C conforme
indica o diagrama p x V. Calcule o trabalho que o gás
troca com o meio exterior nas etapas A => B e B => C.
8. (FGV/2010) Ao realizar um trabalho de 80 mil calorias,
um sistema termodinâmico recebeu 60 mil calorias.
Pode-se afirmar que, nesse processo, a energia interna
desse sistema
a) se conservou.
b) aumentou 60 mil calorias.
c) diminuiu 80 mil calorias.
d) aumentou 20 mil calorias.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
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ALUNO:________________________________________________________________ 
DISCIPLINA: FÍSICA I 
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e) diminuiu 20 mil calorias.
9. (UNIMONTES MG/2006) Uma amostra de gás perfeito
é comprimida por um agente externo, ao mesmo tempo
em que recebe 350 J de calor de uma fonte térmica.
Sabendo−se que o trabalho do agente externo foi de
650 J, a variação da energia interna do gás foi de:
a) −1000 J
b) 300 J
c) 1000 J
d) −300 J
10. Numa transformação isocórica, uma determinada massa
de gás recebe a quantidade de calor igual a 1000 J.
Determine o trabalho que o gás troca com o meio
exterior e a correspondente variação de energia interna.
11. Numa transformação isotérmica, uma determinada
massa de gás recebe a quantidade de calor igual a
1000 J.
Determine o trabalho que o gás troca com o meio
exterior e a correspondente variação de energia interna.
12. (UFAM/2008) Analise as seguintes afirmativas a
respeito dos tipos de transformações ou mudanças de
estado de um gás.
I. em uma transformação isocórica o volume do
gás permanece constante.
II. em uma transformação isobárica a pressão do
gás permanece constante.
III. em uma transformação isotérmica a
temperatura do gás permanece constante.
IV. em uma transformação adiabática variam o
volume, a pressão e a temperatura.
Com a relação as quatro afirmativas acima, podemos
dizer que:
a) só I e III são verdadeiras.
b) só II e III são verdadeiras.
c) I, II, III e IV são verdadeiras.
d) só I é verdadeira.
e) todas são falsas.
13. (Vunesp) A primeira lei da termodinâmica diz respeito à:
a) dilatação térmica.
b) conservação da massa.
c) conservação da quantidade de movimento.
d) conservação de energia.
e) irreversibilidade do tempo.
14. (UEPG PR/2008) A equação matemática que
representa a 1ª lei da termodinâmica é dada por
−= QE , onde E é a variação da energia interna do 
sistema, Q é a quantidade de calor trocado, e  é o 
trabalho realizado.
A respeito deste assunto, assinale o que for correto. 
01. A 1ª lei da termodinâmica é uma afirmação do
princípio da conservação da energia.
02. Em uma transformação cíclica, a variação da
energia interna do sistema é nula.
04. Em uma compressão adiabática, o sistema
recebe trabalho sem fornecer calor.
08. A energia interna de um gás perfeito se
conserva durante uma transformação isotérmica.
15. (UNINOVE SP/2009) Certa massa de gás ocupa,
inicialmente, 0,5 litro de um recipiente, sob pressão de
1,0 atm. O gás recebe certa quantidade de calor e
aumenta sua energia interna em 12,5 cal, passando a
ocupar um volume de 1,2 litro, sob pressão de 1,8 atm,
como mostra o gráfico da pressão (p) em função do
volume (V).
Considerando-se Pa 10atm1 5= e J 4cal1 = , determine: 
a) o trabalho realizado pelo gás.
b) a quantidade de calor que o gás absorve nessa
transformação.
16. (UFRN/2008) A Figura 1, ao lado, representa o
martelo de massa M, de um bate-estaca, suspenso por
um cabo a uma altura h, em relação à superfície
superior do êmbolo de um pistão. Em determinado
instante, o cabo é cortado, e o martelo cai livremente
sobre o pistão. Com o impacto, o êmbolo do pistão
comprime adiabaticamente 2 moles de um gás ideal
contidos no interior do pistão, conforme Figura 2,
também ao lado.
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Dados: 
• expressão da Primeira Lei da Termodinâmica: U = Q
– W;
• expressão da Variação da Energia Interna: U = (3/2)
n.R. T .
Considere:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;
• massa do martelo do bate-estaca: M = 5,0 kg;
• altura à qual está suspenso o martelo: h = 6,0 m;
• Constante Universal dos Gases Ideais: R = 8,0
Joule/mol.K;
• o pistão e o respectivo êmbolo são constituídos de
material isolante térmico.
A partir dessas informações, 
a) descreva as transformações de energia que
ocorreram no sistema, considerando a evolução deste,
desde o momento em que o martelo é solto até o
instante em que o êmbolo atinge a sua posição final de
equilíbrio;
b) calcule a variação de temperatura, T , do gás,
supondo que, no instante em que o martelo atinge o
êmbolo, 80% da energia deste é usada para comprimir
o gás.
17. (UEPG PR/2011) A 1ª lei da termodinâmica pode ser
entendida como uma afirmação do princípio da
conservação da energia. Sua expressão analítica é
dada por U = Q – , onde U corresponde à variação
da energia interna do sistema, Q e , respectivamente,
calor trocado e trabalho realizado. Sobre a 1ª lei da
termodinâmica aplicada a transformações abertas,
assinale o que for correto.
01. O sistema pode receber trabalho sem fornecer
calor e sua energia interna aumenta.
02. O sistema pode receber calor sem realizar
trabalho e sua energia interna aumenta.
04. O sistema pode, simultaneamente, receber
calor e trabalho e sua energia interna aumenta.
08. O sistema pode realizar trabalho sem receber
calor e sua energia interna diminui.
16. O sistema pode fornecer calor sem receber
trabalho e sua energia interna diminui.
18. (UFRN/2010) As transformações termodinâmicas
ilustradas no diagrama PV da figura abaixo constituem o
modelo idealizado do ciclo Otto, utilizado em motores de
combustão interna de automóveis a gasolina. No
diagrama, P representa a pressão na câmara de
combustão, e V o volume da câmara.
Suponha que, na transformação b→c, 200 J de calor 
sejam fornecidos a partir da queima da mistura ar-
gasolina contida na câmara de combustão e que 80 J de 
calor tenham sido liberados, durante a exaustão, na 
transformação d→a. 
Dados: 
 No ciclo Oto, é possível ocorrerem os 
seguintes tipos de transformações: transformações 
isovolumétricas, expansão adiabática e compressão 
adiabática. 
 Primeira lei da Termodinâmica: U = Q – W, 
onde U é a variação da energia interna do sistema, Q 
é o calor total trocado pelo sistema, e W é o trabalho 
total realizado. 
A partir dessas informações, 
a) identifique as transformações que ocorrem
entre os estados (a→b), (b→c), (c→d) e (d→a).
b) determine o trabalho realizado no ciclo Otto
completo.
19. (UNIMONTES MG/2010) Um gás ideal,com um volume
inicial de 0,50 dm3 e sob pressão inicial de 1,0 × 105
N/m2, sofre a transformação cíclica representada no
diagrama PV abaixo.
Determine: 
a) o trabalho realizado, em Joules.
b) a variação de energia interna, em Joules.
c) o calor absorvido no ciclo, em Joules.
20. (Ufmg 2006) Regina estaciona seu carro, movido a gás
natural, ao Sol.
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Considere que o gás no reservatório do carro se 
comporta como um gás ideal. 
Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa 
a pressão em função da temperatura do gás na situação 
descrita. 
21. Uma determinada massa de gás perfeito,
inicialmente no estado 1, sofreu as seguintes e
sucessivas transformações gasosas: foi comprimido
isotermicamente até um estado 2; depois foi aquecido
isobaricamente até um outro estado 3; e finalmente
esfriado isometricamente retornando o estado 1. Dentre
os diagramas Volume × Temperatura Absoluta
apresentados, assinale aquele que melhor representa a
sucessão de transformações descritas.
22. (UFU MG/2011) Certa quantidade de gás ideal
ocupa inicialmente um volume V0, à pressão p0 e
temperatura T0. Esse gás se expande à temperatura
constante e realiza trabalho sobre o sistema, o qual é
representado nos gráficos pela área sob a curva.
Assinale a alternativa que melhor representa a variação
de energia.
a) b)
c) d)
23. (UFRJ/2010) Um gás ideal em equilíbrio
termodinâmico tem pressão de 1,0 × 105 N/m2, volume
de 2,0 × 10−3 m3 e temperatura de 300 K. O gás é
aquecido lentamente a pressão constante recebendo
uma quantidade de 375 J de calor até atingir um volume
de 3,5 × 10−3 m3, no qual permanece em equilíbrio
termodinâmico.
a) Calcule a temperatura do gás em seu estado
final de equilíbrio.
b) Calcule a variação da energia interna do gás
entre os estados inicial e final.
24. (UFSM/2010) Heron de Alexandria, em seu
livro Pneumática, do século I a.C., descreve máquinas
que utilizavam a expansão térmica do ar para
movimentar brinquedos, abrir portas ou sugar água.
Somente no século XIX, surge o conceito de gás ideal e
de temperatura absoluta. Numa máquina térmica, uma
amostra de gás ideal realiza, em um ciclo, as
transformações indicadas no diagrama PV.
É possível, então, afirmar: 
I. Na transformação de A para B, existe
passagem de energia da vizinhança para a amostra de
gás por trabalho.
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II. Na transformação de B para C, não existe troca
de energia entre a vizinhança e a amostra de gás por
calor.
III. Na transformação de C para A, existe
passagem de energia da vizinhança para a amostra de
gás por trabalho.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) apenas II e III.
25. (FEPECS DF/2011) O diagrama PV abaixo
mostra dois processos termodinâmicos realizados por 1
mol de um gás ideal: um processo adiabático que
conecta os estados A e B e um processo isocórico que
conecta os estados A e C. Os pontos B e C se
encontram em uma isoterma.
Sabendo-se que a variação de energia interna no 
processo isocórico foi de –40,0 J, então o trabalho 
realizado pelo gás no processo adiabático foi de: 
a) –40,0 J;
b) 40,0 J;
c) 20,0 J;
d) –20,0 J;
e) 80,0 J.
26. (FUVEST 2015) Certa quantidade de gás sofre
três transformações sucessivas, A → B, B → C e C →
A, conforme o diagrama p x V apresentado na figura
abaixo.
A respeito dessas transformações, afirmou-se o 
seguinte: 
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no
estado A.
III. Durante a transformação A → B, o gás recebe calor
e realiza trabalho.
Está correto o que se afirma em: 
a) I
b) II
c) III
d) I e II
e) II e III
27. (UEM 2012) Um cilindro com pistão, contendo uma
amostra de gás ideal, comprime a amostra de maneira
que a temperatura, tanto do cilindro com pistão quanto
da amostra de gás ideal, não varia. O valor absoluto do
trabalho realizado nessa compressão é de 400 J. Sobre
o exposto, assinale o que for correto.
01) O trabalho é positivo, pois foi realizado sobre o gás.
02) A transformação é denominada adiabática.
04) A energia interna do gás aumentou, pois este teve
seu volume diminuído.
08) O gás ideal cedeu uma certa quantidade de calor à
vizinhança.
16) A quantidade de calor envolvida na compressão de
gás foi de 200 J.
28. (UERN 2012) Considere a transformação cíclica de um
gás perfeito representada no gráfico.
A variação da energia interna e o trabalho em cada ciclo 
são, respectivamente, iguais a 
a) 0 e 900 J.
b) 900 J e 0.
c) – 900 J e 0.
d) 0 e – 900 J.
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